ヨーグルト、チーズ、漬物、味噌、しょうゆ、なれずしなど、多くの発酵食品には乳酸菌が関わっています。乳酸菌というと「酸っぱくする菌」というイメージが強いかもしれませんが、実際の役割はそれだけではありません。
乳酸菌は糖を利用して乳酸などの有機酸を作り、食品のpHを下げます。さらに、菌株や食品によっては香りに関わる成分、アミノ酸由来の成分、細胞外多糖なども生み出します。こうした変化が、酸味、香り、うま味、口当たり、保存性、発酵の安定性などに重なって影響します。
そのため、乳酸菌は発酵食品の「おいしさ」と「品質」を同時に形作る重要な微生物の一つです。
結論：乳酸菌は原料を変化させ、味・香り・食感・保存性をまとめて動かすから
乳酸菌がおいしさや品質に影響する主な理由は、次のように整理できます。
- 糖から乳酸などの有機酸を作り、酸味とpHを変える
- 香気成分やその前駆体の生成・変換に関わる
- タンパク質やアミノ酸の代謝を通じて、うま味や風味に影響する
- 菌株によっては細胞外多糖を作り、粘度やなめらかさを変える
- pH低下や代謝産物によって、ほかの微生物の増え方を変える
- 菌の種類、原料、温度、塩分、時間などで働き方が変わる
つまり、乳酸菌の役割は「乳酸を作ること」だけではありません。発酵中の化学成分と微生物の環境を同時に変えることで、食品全体の性質を動かしています。
乳酸菌は何をしているの？
乳酸菌は、糖を利用して主に乳酸を作る細菌のグループです。ただし、すべての乳酸菌が同じ代謝をするわけではありません。
乳酸を中心に作る菌もあれば、乳酸に加えて酢酸、エタノール、二酸化炭素などを作る菌もいます。また、同じ種類の乳酸菌でも菌株によって性質が違い、利用できる糖、酸への強さ、塩への強さ、香気成分の生成能力などが異なります。
日本の伝統発酵食品には多様な乳酸菌が存在し、原料、発酵温度、pH、塩分濃度、水分活性などの条件によって、その環境に適した菌が選ばれます。つまり「乳酸菌がいる」というだけでは、どのような味になるかは決まりません。
なぜ乳酸菌は酸味を作るの？
乳酸菌が糖を代謝すると乳酸が生成され、食品のpHが下がります。これがヨーグルトや漬物などで感じる酸味の大きな理由です。
ただし、実際の酸味は乳酸だけで決まるわけではありません。菌によっては酢酸など別の有機酸も生じますし、食品に含まれる糖、塩、アミノ酸、香り成分との組み合わせによって味の感じ方は変わります。
乳酸発酵した食品では、発酵が進むにつれて糖が減り、有機酸が増えるため、甘味と酸味のバランスも変化します。そのため同じ原料でも、発酵前と発酵後では味の輪郭が大きく変わります。
乳酸菌は香りにも関係する
乳酸菌は乳酸と同時に、さまざまな香り成分やその材料となる物質を作ります。
日本乳酸菌学会誌の総説では、乳酸菌が糖を消費して乳酸を作るだけでなく、多様な香り成分を生み出すことが紹介されています。発酵乳などでは、ジアセチルやアセトアルデヒドなどが特徴的な香りに関係する例があります。
また、乳酸菌は糖代謝だけでなく、タンパク質やアミノ酸、脂質に関わる代謝にも関与します。海外のレビューでも、乳酸菌による炭水化物代謝、タンパク質分解とアミノ酸代謝、脂質や脂肪酸の代謝が、発酵食品の香味形成につながると整理されています。
そのため、乳酸菌は「酸っぱい味」を作るだけでなく、発酵食品特有の複雑な香りを形作る一員でもあります。
うま味やコクにはどう影響するの？
発酵食品のおいしさには、酸味だけでなく、アミノ酸やペプチドなども関わります。
乳酸菌の中には、タンパク質を小さなペプチドやアミノ酸へ変える仕組みを持つものがあります。これらは菌自身の栄養源になりますが、その一部は食品の味や香りにも影響します。
たとえばチーズでは、熟成中に乳酸菌やほかの微生物の酵素がタンパク質を分解し、アミノ酸やその代謝物を増やします。これらはうま味、コク、熟成香の形成につながります。
ただし、どの成分がどれだけ増えるかは乳酸菌の種類や食品によって違います。乳酸菌を使えば必ずうま味が増える、という単純な関係ではありません。
食感まで変わるのはなぜ？
一部の乳酸菌は、細胞外多糖と呼ばれる糖の高分子を作ります。これは菌体の外に形成される多糖で、食品中では粘度や保水性、なめらかさなどに影響することがあります。
発酵乳では、乳酸菌が作る細胞外多糖によって、粘りやクリーミーさが増す場合があります。海外の総説では、乳酸菌由来の細胞外多糖が発酵食品のレオロジー特性や安定性、最終製品の品質改善に利用できることがまとめられています。
つまり乳酸菌は、舌で感じる味や鼻で感じる香りだけでなく、口の中で感じる「とろみ」「なめらかさ」「厚み」にまで影響することがあります。
乳酸菌は保存性にも関係する
乳酸菌が乳酸を作ってpHを下げると、多くの腐敗細菌にとって増えにくい環境になります。農林水産省が紹介する長野県の「すんき」も、塩を使わず乳酸発酵によって保存性を高めてきた伝統食品です。
また、乳酸菌の中には、乳酸や酢酸以外にも、ほかの微生物の増殖を抑える物質を作るものがあります。その結果、目的の乳酸発酵が進むことで、食品中の微生物のバランスが変わります。
ただし、「乳酸菌がいるから安全」とは限りません。発酵食品の安全性は、pH、塩分、水分活性、温度、衛生状態、保存条件など複数の要因で決まります。
なぜ菌株が違うと味や品質が変わるの？
乳酸菌は非常に多様です。同じ種に分類される菌でも、菌株が違えば性質が異なることがあります。
たとえば、乳酸を作る速度、香気成分の生成、タンパク質分解能力、細胞外多糖の生成、塩や酸への耐性などは菌株ごとに差があります。農研機構も、乳酸菌が作る有機酸やタンパク質分解能が乳製品の風味やテクスチャーに大きく関わり、菌株ごとの発酵特性の違いが製品の多様化に関係すると説明しています。
このため食品製造では、目的の味や品質に合う菌株を選び、スターターとして利用します。同じ「乳酸菌使用」と表示される食品でも、使っている菌株や組み合わせが違えば、風味や食感が異なることがあります。
温度や塩分、時間でも乳酸菌の働きは変わる
乳酸菌の能力は、菌株だけで決まるわけではありません。発酵環境も重要です。
温度が変われば増殖速度や代謝速度が変わります。塩分が高い食品では、塩に強い乳酸菌が残りやすくなります。pHが下がると酸に弱い菌は活動しにくくなり、発酵の途中で優勢な菌が交代することもあります。
また、発酵時間が長くなるにつれて、糖、有機酸、アミノ酸、香気成分などの濃度が変わります。そのため、同じ乳酸菌を使っても、温度や時間が違えば最終的な味や香りが変わることがあります。
発酵食品づくりでは「どの菌を使うか」と同じくらい、「どの条件で働かせるか」が重要なのです。
乳酸菌はいつもおいしさを高めるの？
必ずしもそうではありません。
乳酸が増えすぎれば酸味が強くなりすぎることがあります。香気成分も、適度なら好ましい香りになりますが、量や組み合わせによっては違和感のある風味につながります。細胞外多糖も、食品によっては好ましい粘度を与えますが、別の飲料などでは過度な粘りが品質低下として扱われることがあります。
さらに、目的とは異なる乳酸菌が増えれば、想定外の酸味、ガス、香り、濁りなどが生じる可能性があります。
つまり乳酸菌は「多ければよい」のではなく、目的に合った菌が、適切な条件で働くことが重要です。
乳酸菌を選ぶことは、発酵食品の品質設計につながる
現代の食品製造では、乳酸菌は自然に発酵させるためだけの微生物ではなく、品質を設計するための重要な資源として扱われています。
酸味を穏やかにしたい、香りに特徴を出したい、なめらかな食感を作りたい、熟成を安定させたいなど、目的によって求められる乳酸菌の性質は異なります。
農研機構では多数の乳酸菌株を収集し、発酵特性や代謝物の情報を食品開発へ活用する取り組みが進められています。これは、乳酸菌の多様性そのものが発酵食品の多様な品質につながるためです。
まとめ
発酵の乳酸菌がおいしさや品質に影響するのは、乳酸菌が原料中の糖やタンパク質などを代謝し、食品の成分と微生物環境を変えるからです。
乳酸や酢酸などの有機酸は酸味とpHに影響し、香気成分は発酵食品らしい香りを作ります。タンパク質やアミノ酸の代謝はうま味や熟成香に関係し、菌株によっては細胞外多糖が食感を変えます。
さらに、pH低下や代謝産物はほかの微生物の増え方にも影響し、保存性や発酵の安定性にもつながります。
ただし、乳酸菌の効果は一律ではありません。菌株、原料、温度、塩分、時間などの組み合わせによって働き方が変わるため、発酵食品のおいしさと品質は「乳酸菌の種類」と「発酵条件」の両方から作られているのです。
参考資料
- 小栁喬「乳酸菌と伝統発酵食品―多様な菌株の分離源として―」日本乳酸菌学会誌
- 江本英司「乳酸菌が生み出す香気とその活用」日本乳酸菌学会誌
- 農研機構「乳製品開発ユニット」
- Hu Y, et al. Role of lactic acid bacteria in flavor development in traditional Chinese fermented foods: A review
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